Imagem de raios-X do sistema de lentes gravitacionais SDSS J1004 + 4112, obtida pelo Observatório de Raios-X Chandra. A emissão vermelha estendida é da lente do aglomerado de galáxias e os quatro pontos azuis são as imagens formadas a partir do quasar no fundo. Os objetos de massa planetária foram detectados no aglomerado de galáxias, que tem uma idade de cerca de metade do Universo (Crédito: Universidade de Oklahoma).
É a terceira detecção do tipo, considerada muito difícil de se alcançar com a tecnologia atual
Um grupo de pesquisadores da Universidade de Oklahoma, nos Estados Unidos, relatou a detecção de objetos extragalácticos com massa planetária em duas novas galáxias para além da Via Láctea. A primeira detecção do tipo ocorreu em 2018. Com os recursos observacionais existentes, é impossível detectar diretamente objetos de massa planetária para além de nossa galáxia, bem como medir suas populações planetárias. Os resultados foram publicados na edição de novembro de 2019 da revista Astrophysical Journal.
“A detecção de objetos de massa planetária, sejam planetas flutuantes ou buracos negros primordiais, é extremamente valiosa para criar modelos sobre a formação de estrelas, de planetas e do Universo primitivo”, diz Xinyu Dai, professor associado do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Oklahoma e um dos autores do estudo. “Mesmo sem distinguir os dois tipos de duas populações, nosso limite na população primordial de buracos negros já está algumas ordens de magnitude abaixo dos limites anteriores nessa faixa de massa”.
O grupo de pesquisa identificou uma nova técnica que utiliza microlentes gravitacionais de quasares para estudar a população de planetas em sistemas extragalácticos distantes. Eles foram capazes de identificar a população desses objetos com massa planetária em relação ao halo galáctico pelo estudo de suas assinaturas de microlentes.
O grupo supôs que esses objetos fossem planetas flutuantes ou buracos negros primordiais. Planetas flutuantes foram ejetados e espalhados durante a formação estelar e planetária. Buracos negros primordiais são formados na fase inicial do universo devido à flutuação quântica. Os resultados são significativos, pois confirmam que os objetos de massa planetária são de fato universais nas galáxias. Além disso, as primeiras restrições na faixa de massa planetária na região de um aglomerado de galáxias foram apresentadas nesse estudo.
As restrições nos buracos negros de massa primordial na faixa de massa de planetas são algumas ordens de magnitude abaixo dos limites anteriores.
“Estamos muito empolgados com essas detecções em dois sistemas”, diz Saloni Bhatiani, pós-graduanda na Universidade de Oklahoma e coautora. “Podemos consistentemente extrair sinais de objetos com massa planetária em galáxias distantes. Isso abre uma nova janela na astrofísica.”
Os dados observacionais utilizados no estudo provêm de uma década de observações conduzidas pelo Observatório de raios-X Chandra da Nasa. As evidências observacionais para esses objetos de massa planetária foram derivadas de sinais de microlentes que aparecem como mudanças na linha de emissão de raios-X do quasar. Essas medidas observacionais foram comparadas com simulações de microlentes que foram computadas no Centro de Supercomputação para Educação e Pesquisa da Universidade de Oklahoma.
A comparação dos modelos do grupo de pesquisa com as taxas de microlentes observadas permitiu restringir a fração desses objetos de massa planetária nos dois sistemas extragaláticos em cerca de 0,01% da massa total. O novo estudo segue o trabalho de pesquisa anterior realizado por Dai e Eduardo Guerras, pós-doutorando, que forneceu a primeira evidência indireta da existência de planetas flutuantes fora da Via Láctea.
Os dois sistemas em questão são o Q J0158-4325 e o SDSS J1004 + 4112. Ser capaz de confirmar a existência de objetos de massa planetária em um aglomerado de galáxias quando o Universo tinha metade da idade atual é extraordinário. A análise do grupo confirma a existência desses objetos em escala planetária que variam de Júpiter à massa da Lua a distâncias extragalácticas, e fornece as restrições mais rigorosas nessa faixa de massa. Esses resultados estão de acordo com as atuais restrições para os objetos de massa planetária fora da Via Láctea.
Universidade de Oklahoma
FONTE: Scientific American Brasil
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